IEEE 1394b数据传输系统设计：FPGA实现与8B/10B编码

"基于FPGA的IEEE-1394b双向数据传输系统设计，采用高速800 Mb·s-1传输速率和100m中继距离，改进了DS编码为8B/10B编码，实现向下兼容。系统通过NIOSII处理器和1394OHCI协议控制FPGA及1394套片，支持异步和等时传输。" 在当前的电子设备中，IEEE 1394接口因其高速传输能力和广泛的设备兼容性而被广泛采用。最初的IEEE Std 1394-1995标准，即常说的FireWire或i.LINK，尽管在当时是一种先进的接口技术，但随着技术的进步，其在传输距离和速率上的局限性逐渐显现。为了解决这些问题，IEEE推出了修订版IEEE Std 1394b-2002，显著提升了传输速率至800 Mb·s-1，同时允许更长的中继距离，达到100米，极大地拓宽了应用范围。 在编码方式上，IEEE 1394b从传统的DS（Data-Strobe）编码转为了8B/10B编码，这种编码技术提高了信号的完整性，减少了错误发生，从而对提高整个1394系统的性能起到了关键作用。8B/10B编码是将每8位数据转换为10位的编码，其中包含了纠错和流量控制的信息，确保了在高速传输下的可靠性。此外，1394b设计为向下兼容，意味着旧有的DS编码设备仍能在新系统中正常工作，这为升级提供了便利。 在系统设计中，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其可编程性和灵活性被选为实现双向数据传输的核心组件。配合1394b标准的链路层和物理层控制芯片，这些芯片遵循1394 OHCI（开放式主机控制接口）协议，该协议负责管理总线的链路层协议，包括事务层和总线管理层。通过NIOSII软核处理器，系统能够根据1394 OHCI协议对FPGA及1394套片进行精确控制，实现视频数据的打包、传输以及与主机的通信。 1394 OHCI的重要特性包括支持两种数据传输模式：异步传输和等时传输。异步传输允许发送和接收各种1394定义的数据包格式，利用DMA引擎实现高效的数据读写。而等时传输则保证了固定时间间隔的数据传输，对于音频和视频流媒体等实时应用至关重要。等时传输的特性确保了数据传输的低延迟和高稳定性，特别适合于对时间敏感的应用场景。 基于FPGA的IEEE 1394b双向数据传输系统设计充分利用了1394b标准的优势，结合FPGA的灵活性和1394 OHCI协议的功能，实现了高效、可靠的数据传输，为现代电子设备提供了一种高性能的接口解决方案。